Electrónica digital. Notas...

Transcripción

1 Electrónica digital La electrónica digital es aquella que trata las señales digitales, siendo estas las que están compuesta de tensiones que pueden adquirir dos niveles de tensión, denominándose normalmente nivel alto y bajo, o niveles lógico 1 y 0 respectivamente. Este tipo de señal puede ser generada por un interruptor de mariposa, un captador hall, un interruptor de elevalunas, etc. También podemos encontrar este tipo de señales en comunicación digital entre unidades (CAN). Notas

2 Las señales digitales están indicadas directamente para ser utilizada para reconocer una acción o una situación específica, por ejemplo subir un elevalunas, abrir una puerta, momento de un salto de chispa, etc., según la situación del captador. Los puntos mas importantes de una señal digital son los siguientes: Periodo Tiempo que dura un ciclo. Este tiempo es fijo si el ciclo es fijo para todas las señales. th Tiempo a nivel alto tl Tiempo a nivel bajo Nivel alto Tensión equivalente que se toma como nivel alto de la señal. Este valor depende de la tensión máxima, por ejemplo si ésta es de 5 V, la tensión de nivel alto es el umbral superior a 2 V. Nivel bajo Tensión equivalente que se toma como nivel bajo de la señal. Este valor depende de la tensión máxima, por ejemplo si ésta es de 5 V, la tensión de nivel bajo es el umbral inferior a 0,8 V. Bit Es el tamaño mas pequeño que tiene un numero binario. Este puede valer 0 o 1. Byte Cuando un número binario tiene 8 bits.

3 Codificación numérica decimal-binaria-hexadecimal Digitalizar una señal analógica Digitalizar una señal es pasar un valor de tensión a un valor numérico binario, de forma que una unidad pueda conocer dicho valor. La necesidad de digitalizar una señal es evitar las variaciones de valor por caídas de tensión. Cada valor analógico ahora corresponde a un valor numérico binario. El número de bits que compone el valor correspondiente depende del tamaño del número que define el valor analógico, de forma que: nd = 2 nb Siendo nd el número decimal, nb el número de bits que se tiene. Los sistemas de representación (numeración) mas importantes son: - El decimal, que utiliza desde el 0 hasta el 9 - El binario, que utiliza dos símbolos (0 y 1 solamente) - El octal. Utiliza ocho símbolos (0,1,2,3,4,5,6 y 7) - El hexadecimal, que utiliza dieciséis símbolos, (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D y F)

4 ARQUITECTURA MULTIPLEXADA El multiplexado es un sistema de conexión en RED de todos los elementos controlados por una UEC, de forma que pueden compartir información entre ellos. El multiplexado es una aplicación a reducir una determinada cantidad de cable en el vehículo. Red en un vehículo en la que comparte información entre unidades Sistema sin MULTIPLEXADO En este tipo de enlaces entre diferentes UEC y sistemas del vehículo, es notable la cantidad de cables necesarios para intercomunicar todos los sistemas. Notas

5 Red multiplexada Multiplexar una red es enviar la información que puede necesitar mas de una unidad, en formato serie por un cable. Evidentemente el número de líneas que están conectadas es menor, en cambio la disposición de información y la cantidad de información que se mueven en la red, son mayores. En este caso el sistema, ha de disponer de un elemento moderador de dicha información, en este caso esa función la realizará la unidad de control del multiplexado. Dicho elemento, puede recibir diferentes nombres según la marca que lo instale. Notas

6 Estructura del multiplexado La estructura del multiplexado, la podemos diferenciar en dos aspectos, uno relacionado con la estructura y orden de los datos y otro con la organización y distribución física de los periféricos. Organización y distribución de los periféricos Todas las unidades conectadas a la misma red multiplexada, estarán conectas por dos cables eléctricos por donde se aplicarán los datos a transmitir. En algunos casos, estos cables pueden ser de fibra óptica. Cada unidad tendrá un controlador para poder comunicarse con la red multiplexada, teniendo marcado criterios de prioridades para introducir una información en la red. En algunos casos esos criterios de prioridad, los otorga una UEC específica para el control del multiplexado. Los dos cables que componen las líneas de comunicación, denominados L (low) y H (hight), normalmente van trenzados y sobre ellos se envías señales digitales inversas entre ellas, evitando así que generen un campo magnético alrededor del par de cables, y debido que la lectura de la información suele ser diferencial (resta de las dos), si una interferencia entra en la línea, entrará en las dos, y por tanto la diferencia de las dos quedará anulada. Cada UEC tiene que tener una resistencia de final de línea, de valor específico para cada sistema (entre 120 a 1000 ohmios), para evitar que la señal transmitida se distorsione y genere interferencias en forma de onda. La aplicación práctica es colocar las resistencias al principio de la línea y al final de la línea, haciendo su efecto sobre todo el conductor. La transmisión sobre la línea es de forma serie, es decir, se transmite una información detrás de otra (con toda su estructura de datos).

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8 La estructura de datos enviada por la línea puede tener velocidades 62,5 KBs, 125 KBs y 250 KBs (Kilo bits / segundo), en función de si es VAN (Carrocería, confort, seguridad) o CAN (control motor, ABS, cambio). BIT dominante nivel bajo 0 BIT recesivo nivel alto 1 Trama del mensaje para CAN ESTRUCTURA CAMPO DE INICIO SOF(START OF FRAME) (1 BIT) INICIO DE TRAMA, se inicia colocando un BIT dominante 0 en la línea, que está a nivel alto por tanto libre. CAMPO ARBITRARIO (12 30 BITS) IDENTIFICADOR ID (11 29 BITS) Indentifica al elemento que está transmitiendo. Este tiene criterio de prioridad, siendo éste el mas dominante (primero que pone un 0 en este campo). RTR (REMOTE TRANSMITION RECUEST) (1 BIT) Indica si envía 0 o recoge 1 un dato.

9 EJEMPLO: UEC MOTOR: DATO: REGIMEN DE MOTOR R.P.M LINEA LIBRE SOF IDENTIFICADOR DE CAMPO RTR RES DCL 1 BYTE DE DATO 1 1 BYTE DE DATO 2 CRC CRC DEL ACK ACK DEL LINEA LIBRE x x x x x x x

10 TRAMA VAN CON RESPECTO A MASA. UNA E S DATA Y LA OTRA DATA NEGADA.

11 GATEWAY La GATEWAY es una componente físico implementado dentro de la UEC de red de abordo. El componente es un procesador y un programa que tiene la función de controlar la comunicación entre las unidades conectadas al CAN_BUS. Funciones básicas: - Conversor de mensajes - Procesador de mensajes - Controlador de mensajes - Intermediario en diagnóstico

12 LA ESTRUCTURA FÍSICA DE LA UEC ES LA SIGUIENTE Elem. final bus de datos

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19 RED DE A BORDO 2.4 ARQUITECTURA DE REDES AUTOTECNIC 2000 Mód